Composite Layers “MgAl Intermetalic Layer / PVD Coating” Obtained On The AZ91D Magnesium Alloy By Different Hybrid Surface Treatment Methods

Abstract

Magnesium alloys have very interesting physical properties which make them 'materials of the future' for tools and machine components in many industry areas. However, very low corrosion and tribological resistance of magnesium alloys hampers the implementation of this material in the industry. One of the methods to improve the properties of magnesium alloys is the application of the solutions of surface engineering like hybrid technologies. In this paper, the authors compare the tribological and corrosion properties of two types of "MgAl itermetalic / PVD coating" composite layers obtained by two different hybrid surface treatment technologies. In the first configuration, the "MgAl itermetalic / PVD coating" composite layer was obtained by multisource hybrid surface treatment technology combining magnetron sputtering (MS), arc evaporation (AE) and vacuum heating methods. The second type of a composite layer was prepared using a hybrid technology combined with a diffusion treatment process in Al-powder and the electron beam evaporation (EB) method. The authors conclude, that even though the application of "MgAl itermetalic / PVD coating" composite layers can be an effective solution to increase the abrasive wear resistance of magnesium alloys, it is not a good solution to increase its corrosion resistance.Keywords: magnesium alloys, composite layers, electron beam evaporation Stopy magnezu charakteryzują się bardzo interesującymi właściwościami fizycznymi które powodują że, są one określane mianem materiałów przyszłości dla narzędzi oraz elementów maszyn stosowanych w wielu obszarach gospodarki. Ze względu na bardzo niską odporność korozyjną oraz tribologiczną występują trudności we wdrażaniu stopów magnezu do przemysłu. Jedną z metod poprawy właściwości stopów magnezu jest zastosowanie nowoczesnych rozwiązań inżynierii powierzchni. W artykule autorzy porównali tribologiczne oraz korozyjne właściwości dwóch różnych konfiguracji warstw kompozytowych typu "MgAl itermetalic / powłoka PVD" otrzymanych dwoma różnymi metodami hybrydowej obróbki powierzchniowej. W pierwszej konfiguracji warstwa kompozytowa "MgAl itermetalic / powłoka PVD" została otrzymana z wykorzystaniem wieloźródłowej hybrydowej technologii obróbki powierzchniowej, obejmującej połączenie rozpylania magnetronowego (MS), odparowania łukiem elektrycznym (AE) oraz próżniowej obróbki cieplnej. Drugi rodzaj warstwy kompozytowej został otrzymany z wykorzystaniem technologii hybrydowej łączącej proces dyfuzji w proszku aluminium z metodą odparowania wiązką elektronów (EB). Wykazano, że wytwarzanie warstw kompozytowych typu "MgAl itermetalic / powłoka PVD" na stopach magnezu jest efektywnym rozwiązaniem w celu zwiększenia odporności na zużycie ścierne, jednakże nie zapewnia wymaganego zwiększenia odporności korozyjnej tych stopów.

A Systematic Review of Factors Affecting the Process Parameters and Various Measurement Techniques in Forging Processes

“…[123] The application of nitride layer along with coating layer deposited by PVD and CVD processes helped in protection of forging tools from plastic deformation. [12,26,34,[124][125][126][127] 4) The durability of forging tools can be significantly enhanced by variation of forging process parameters, optimization of forging tool design, surface treatment of forging tools, application of lubrications during forging process, and appropriate selection of forging tool material. [4,12,28,30,131,138,151,152] 5) The continuous monitoring of forging tool life, quality of forgings, effectiveness of forging machine, forging process parameters, and improvement in acquisition of forged image is important for good performance of forging process.…”

“…The hybrid layer with coating of TiCrAlN was highly effective for hot forging process, while TiBN coating was effective for semi-hot forging tools. [12,26,34,[124][125][126][127] Behrens et al [128] studied the effect of incorporating Si 3 N 4 segments using brazing and coating of TiB 2 on hot forging die steel. On comparing wear exhibited by conventional steel, Si 3 N 4 had shown a significant reduction in wear.…”

Cu-Al-Ag composite target for PVD protective coatings for magnesium made by powder metallurgy technique

“…al. [16] having Mg-MgAl intermetallic -TiN and Mg-MgAl intermetallic -Al 2 O 3 layer structure. PVD is clean and effective method for manufacturing of thin metal coatings on all kinds of the surfaces, even complex shapes, and powder materials [17], [18] ways to make alloys and meta mixtures, especially in case of poor constituent solubility and/or significant difference in the densities of the alloying metals [19]- [21] The goal of this study is to study the effects of PM process parameters, powder mixing time and compaction pressure on the production of ternary Cu-Al-Ag composite metal targets for the PVD process.…”

One-Step Fabrication and Localized Electrochemical Characterization of Continuous Al-Alloyed Intermetallic Surface Layer on Magnesium Alloy

“…Multi-step processes, which overcome the aforementioned limitation by separating the diffusion step from the coating step, have been demonstrated to successfully fabricate continuous intermetallic compound coatings on Mg alloys [33][34][35][36][37][38][39]. Most of the previous works have been carried out by prefabricating a continuous Al layer on the Mg substrate.…”